林克和他的藍盒子

張　波

上世紀20年代后期，一個叫埃德溫·林克(Edwin A.Link)的年輕人開始學習飛行，他當時還在父親位于紐約賓漢姆頓的管風琴和鋼琴制造廠工作——這一職業(yè)經(jīng)歷后來改變了飛行訓練科學的歷史。自幼年時，林克就希望飛行，當時飛行學員只能依靠其他飛行員帶飛學習。從1903年到1917年，學習飛行不僅花費不菲，而且耗時和危險。美國參加一戰(zhàn)后，生產(chǎn)了大量雙座教練機，其中最為著名的就是柯蒂斯JN4“珍妮”。戰(zhàn)后一些“珍妮”進入民用領(lǐng)域，但學習飛行仍然很“燒錢”。1927年，在花費大把鈔票和數(shù)年時間后，林克終于拿到了飛行執(zhí)照，此時美國經(jīng)濟已顯頹象，對于大多數(shù)美國人而言，飛行訓練課程變得更加難以接受。在反思了自己的學習過程后，林克開始考慮尋找一個更好的學習方法，他決定制造一臺地面飛行訓練模擬器，用來學習基本駕駛技能，這樣就能縮短昂貴的飛行課時。

1928年，林克離開了父親的管風琴工廠，完全投入到模擬器的制造中。憑借自己制作管風琴的豐富經(jīng)驗，林克大膽地采用了管風琴零件，并采用壓縮空氣作為動力。到1929年，整整18個月后，林克完成了自己首臺飛行模擬器，這臺新玩意兒外觀頗似一架游樂場里的玩具飛機：短粗的機身安裝在一個帶萬向節(jié)的支柱上，兩側(cè)還帶有短得滑稽的機翼。一組精心設計的氣動風箱——和林克家族的管風琴工廠里的風箱一樣——可以根據(jù)需要充氣和放氣，調(diào)整自己的高度，令安裝在其上的“機身”可根據(jù)飛行員的操縱產(chǎn)生俯仰及側(cè)傾動作，同時相應的控制面也會動作。

林克給自己的設計起了個頗具誘惑的名字——“飛行員制造者”(Pilot Maker)。1930年3月12日，林克提交了專利申請，次年9月29日獲得批準。也是在這一年，林克在紐約賓漢姆頓組建了林克飛行學校。利用自己的模擬器，林克讓學員們在地面上就能完成許多訓練項目，大大降低了學習費用。到1933年，林克又改進了模擬器，使其可以進行零能見度下的儀表飛行訓練。

有趣的是，林克制作出來的模擬器，最初并未走進它們應該去的地方，而是在一些娛樂場所被當作投幣式游藝機——飛行訓練機構(gòu)對林克的模擬器沒有表現(xiàn)出太大的興趣。到1934年，林克模擬器終于迎來了轉(zhuǎn)機：當時美國陸軍航空隊接管了航空郵件的運送任務，由于缺乏訓練，航空隊在短短78天時間里發(fā)生了一連串飛行事故，12名飛行員喪生。經(jīng)過調(diào)查，根本原因就在于飛行員對惡劣天氣和夜間條件下的儀表飛行技術(shù)不熟悉。血的教訓促使美軍尋找解決問題的辦法，其中包括考慮購買林克模擬器。

為了向軍方展示模擬器在儀表飛行訓練方面的不俗潛力，林克在1934年專門做了一次表演：他駕機在大霧中飛臨一個集會現(xiàn)場并順利降落——按照當時軍方標準，這樣的天氣根本無法飛行。這堅定了軍方對模擬器的信心，很快美軍決定采購首批6臺模擬器，每臺單價3500美元。

繼美國陸軍之后，日本帝國海軍也在1935年采購了林克模擬器，成為該產(chǎn)品的第二個正式用戶。二戰(zhàn)中和美軍交手的許多日軍飛行員，都曾在林克模擬器上受訓，并具備了較好的飛行技能。1939年，在看到美軍采用林克模擬器的不凡訓練效果后，英國皇家空軍一次訂購了250臺。

有了市場，林克公司拓展較快。二戰(zhàn)期間，該公司的ANT-18型基礎儀表飛行模擬器成了美國及其盟國幾乎所有飛行學校的標準訓練設備。由于通體常常漆成藍色，學員們親昵地稱其為“藍盒子”。戰(zhàn)爭需要飛行員，而培養(yǎng)飛行員需要模擬器，林克的產(chǎn)品銷量與日俱增。到二戰(zhàn)結(jié)束時，林克公司總計制造了超過10000臺”藍盒子”，其中向美國陸海軍總計交付了6271臺，此外還有35個國家先后引進了林克模擬器。盡管陸軍航空隊的飛行學員們使用的飛行模擬器不只一種，但幾乎所有人都是在林克模擬器上完成的零能見度儀表飛行訓練。

林克模擬器的運動依靠空氣壓力驅(qū)動的風箱來實現(xiàn)，這些風箱通過與操縱桿(或方向盤)和方向舵踏板相連的閥門控制。訓練時，學員坐在模擬器上，教官則坐在旁邊，通過耳機將無線電指令傳遞給學員，“座艙”內(nèi)的學員根據(jù)教官的指令依靠儀表駕駛模擬器進行各種機動，座艙內(nèi)的儀表讀數(shù)能發(fā)生相應的變化，而他的飛行路線則能由一套隨動系統(tǒng)記錄在地圖上。滑流模擬器甚至會模擬氣流吹過控制面上的力感，學員能感受到在真實大氣中飛行的感覺。

從1934年到上世紀50年代末，林克公司針對飛機性能的發(fā)展，相繼開發(fā)過多個型號的模擬器，這些產(chǎn)品和最初的林克模擬器一樣，都采用電力和氣動設計。林克的第一種生產(chǎn)型產(chǎn)品是“飛行員訓練者”(Pilot Trainer)，它是在1929年的樣機基礎上發(fā)展而來。林克公司的第二型也是產(chǎn)量最大的一型產(chǎn)品是ANT-18型模擬器(ANT-18表示Army Navy Trainer model18，意為陸海軍訓練模擬器18型)，它是在原有的C3型號模擬器上略微改進而成的。加拿大也曾為英國皇家空軍制造過一些ANT-18，英軍稱其為D2。

ANT-18主要由學員模擬站和教官控制站兩大部分組成。其中學員模擬站的基座部分裝有復雜的氣動風箱，可以用來模擬飛機的姿態(tài)變化?！白摗毕路接幸粋€十字形搖架，搖架4角(即“座艙”的前后左右四角)各裝有一個氣動風箱，用來控制飛機的俯仰及滾轉(zhuǎn)運動。風箱可以根據(jù)學員的操縱動作改變狀態(tài)，如學員向后拉動操縱桿，則搖架后方的氣動風箱就會放氣，高度降低，而前方的風箱高度保持不變，整個“座艙”就進入上仰狀態(tài)。如果學員前推操縱桿，則“座艙”就會下俯。左右拉動操縱桿，則“座艙”進入左右滾轉(zhuǎn)。學員模擬站的基座上裝有一臺電機，電機通過皮帶傳動可以驅(qū)動十字形搖架帶動整個“座艙”水平旋轉(zhuǎn)，模擬飛機的轉(zhuǎn)向動作。學員腳蹬踏板，則電機工作，驅(qū)動“座艙”進行轉(zhuǎn)向。此外還有一組風箱用于模擬諸如失速時產(chǎn)生的震動。氣泵產(chǎn)生的壓縮空氣用來驅(qū)動風箱動作。還有一臺被稱為協(xié)調(diào)器的裝置，專門控制其他飛行儀表?！白摗鄙线€裝有一個不透明的可拆卸艙蓋，用來模擬零能見度，特別適用于儀表飛行和導航訓練。

第二部分是教官控制站。這一部分包括一個大地圖桌、一套與模擬器“座艙”儀表同步的儀表顯示系統(tǒng)，此外還有一個可以在地圖上移動的指標儀。這個綽號為“螃蟹”的小東西，能在地圖桌的玻璃板上“爬行”，根據(jù)飛行學員的操縱情況，繪制出學員的飛行軌跡。飛行學員和教官可以通過麥克風和耳機實現(xiàn)通訊。

學員模擬站和教官控制站都采用標準的110或240伏交流電供電，經(jīng)過變壓器變壓后，降低到安全的低壓使用。模擬器的邏輯部件采用真空管模擬電路。

現(xiàn)代社會，一名沒有經(jīng)過模擬器訓練的飛行員是不可想象的。只要談到飛行模擬器，沒有人會忘記林克模擬器，它是第一種真正意義上的飛行模擬器，在航空史上占有相當重要的地位。從上世紀30年代到40年代，林克模擬器為數(shù)以萬計的飛行學員在安全環(huán)境下提供了切實有效的模擬訓練，據(jù)估計至少有50萬名飛行員曾在林克模擬器上進行過飛行訓練。澳大利亞、加拿大、德國、英國、以色列和蘇聯(lián)等國家都使用過林克模擬器。就連“阿波羅”登月行動中的宇航員，在訓練操縱登月艙著陸月球時，也是使用的林克模擬器；早期美國宇航員訓練駕駛航天飛機，用的還是林克模擬器。無怪乎美國機械工程師協(xié)會把林克模擬器稱作是機械工程學上里程碑式的發(fā)明。雖然今天的飛行模擬器技術(shù)含量已大大超越了林克的時代，但它們的基本工作理論，卻是林克奠定的。林克和他的“藍盒子”，將永遠被珍藏在航空史冊上。

責任編輯：兆然